
- •Список вопросов по курсу "Теоретические основы электротехники", часть 2
- •Симметричный четырехполюсник, канонические неуравновешенные и уравновешенные схемы.
- •Характеристические (вторичные) параметры пассивных четырехполюсников. Повторное сопротивление четырехполюсника.
- •Активные автономные четырехполюсники.
- •Методы расчета нелинейных цепей. Графический метод расчета параллельного соединения нелинейных элементов.
- •3. Четырехполюсники
Характеристические (вторичные) параметры пассивных четырехполюсников. Повторное сопротивление четырехполюсника.
В режиме работы симметричного четырехполюсника, входное сопротивление равно нагрузочному, т.е.
.
Это сопротивление обозначают
и
называют характеристическим сопротивлением
симметричного четырехполюсника, а
режим работы четырехполюсника, для
которого справедливо
,называется
режимом согласованной нагрузки.
Для симметричного четырехполюсника
,
Характеристическим сопротивление можно записать как
,
решением которого является
С учетом такого решения, получим
;
.
,
где
-
коэффициент распространения;
-
коэффициент затухания (в неперах);
-
коэффициент фазы (в радианах).
Одному неперу соответствует затухание по напряжению или току в е раз, а по мощности в е2 раз.
Характеристические параметры ищут с помощью сопротивления холостого хода и короткого замыкания.
Уравнения передачи четырехполюсника через характеристические параметры:
В условиях согласованного включения отношения напряжений (токов) четырехполюсника определяются только одним параметром.
Ас - характеристическое ослабление,
Вс - характеристическая фаза
Ас - показывает ослабление полной
мощности сигнала при передаче через
согласованно включенный четырехполюсник.
Бел - единица измерения отношения двух мощностей.
В случае несимметричного четырехполюсника
(
)
рассматривают два характеристических
сопротивления
и
,
где
- входное сопротивление со стороны
зажимов mn, когда нагрузка
подключена к зажимам pq и
равна
:
- входное сопротивление со стороны зажимов pq, когда нагрузка , подключена к зажимам mn; при этом коэффициенты А и D меняются местами:
Найдем
решим
совместно 2 предыдущих уравнения
Учитывая, что
получим
Если четырехполюсник симметричен (
),
то
,
где
равно входному сопротивлению
четырехполюсника, когда он нагружен
на
.
Повторное сопротивление четырехполюсника
- входное сопротивление со стороны
зажимов mn, если к выходным
зажимам pq присоединено
.
преобразовав уравнения заменив
на
,
получим
Решив последнее уравнение относительно
,
найдем
Если четырехполюсник симметричный (
),
то
т. е. оно совпадает с характеристическим
сопротивлением Zc.
Уравнение четырехполюсника в гиперболических функциях.
Для симметричного четырехполюсника
А-форму уравнений записывают иногда
через гиперболические функции от
аргумента g, полагая
,
.
При этом
и
Соединения четырехполюсников, расчет с применением различных форм уравнений.
Форму записи уравнении применяют, исходя из соображений удобства. При нахождении связи между входными и выходными величинами различным образом соединенных четырехполюсников используют Z-, Н-, G-, Y- и А-формы
При последовательно-последовательном соединении четырехполюсников а и b применяют Z-форму:
при параллельно-параллельном соединении-Y-форму:
при последовательно-параллельном - H-форму:
при параллельно-последовательном - G-форму:
при каскадном - А -форму.
При параллельно-параллельном, последовательно-последовательном, параллельно-последовательном и последовательно-параллельном соединениях необходимо соблюдать условие регулярности соединения четырехполюсников - через оба первичных зажима каждого четырехполюсника должны течь равные по значению и противоположные по направлению токи; то же и по отношению к вторичным зажимам.
При регулярном соединении матрица каждого четырехполюсника должна оставаться такой же, какой она была до соединения четырехполюсников. Регулярное соединение:
здесь перекрещены обе пары концов второго четырехполюсника (при перекрещивании обеих пар концов все элементы любой матрицы остаются неизменными).